树莓派express远程监控实例解析

一、测试环境说明

程序测试硬件为：树莓派3B+ ，以及4根杜邦线，1块面包板，1个蓝色led灯

杜邦线均为公-母线， 其母头分别接树莓派40GPIO口处的 3.3v（pin1），GND（pin39），pin11，pin18

LED灯的 正极连 pin18，负极连pin1 （在面包板上）

接pin11的杜邦线另一端公头悬空，测试时可分别在面包板上与 pin1 或 pin39 连接，模拟一个拨动开关（如果有拨动开关可以直接利用）

基本系统：rasbian

nodejs:10.2.1

npm:6.1.0

gcc: 6.3.0

wiringPi & gpio:2.46

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二、关键代码解析

1. 利用wiringPi和socket编写本地tcp服务，具体代码见项目代码 rpi-express-demo/localSvc/server.c

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define SERVER_PORT 5555#define LEDpin 5#define KEYpin 0#define LINE_MAX 1024int setLEDon(void){ // 定义亮灯处理 digitalWrite(LEDpin,HIGH); return HIGH;} int setLEDoff(void){ // 定义灭灯处理 digitalWrite(LEDpin,LOW); return LOW;} int getKEY( ){ // 获取灯状态值 return digitalRead(KEYpin);}int main(){ //调用socket函数返回的文件描述符int serverSocket; //声明两个套接字sockaddr_in结构体变量，分别表示客户端和服务器struct sockaddr_in server_addr;struct sockaddr_in clientAddr;int addr_len = sizeof(clientAddr);//用于接收连接，因为只有一个，所以同时只允许一个连接int client;char buffer[ LINE_MAX ];char rtmsg[ LINE_MAX ];int iDataNum;int LEDflag = LOW ;int KEYflag ;char *LED_ON = "on" ;char *LED_OFF = "off" ;char *KEY_GET = "get" ;char *CLOSE_MSG = "quit"; int Ec=0;/ //socket函数，失败返回-1 //int socket(int domain, int type, int protocol); //第一个参数表示使用的地址类型，一般都是ipv4，AF_INET //第二个参数表示套接字类型：tcp：面向连接的稳定数据传输SOCK_STREAM //第三个参数设置为0if((serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0){perror("socket");return 1;}bzero(&server_addr, sizeof(server_addr)); //初始化服务器端的套接字，并用htons和htonl将端口和地址转成网络字节序server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT); //ip可是是本服务器的ip，也可以用宏INADDR_ANY代替，代表0.0.0.0，表明所有地址server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //对于bind，accept之类的函数，里面套接字参数都是需要强制转换成(struct sockaddr *) //bind三个参数：服务器端的套接字的文件描述符， if(bind(serverSocket, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0){perror("connect");return 1;} //设置服务器上的socket为监听状态if(listen(serverSocket, 15) < 0) {perror("listen");return 1;}while(1){printf("Listening on port: %d ", SERVER_PORT); //调用accept函数后，会进入阻塞状态 //accept返回一个套接字的文件描述符，这样服务器端便有两个套接字的文件描述符， //serverSocket和client。 //serverSocket仍然继续在监听状态，client则负责接收和发送数据 //clientAddr是一个传出参数，accept返回时，传出客户端的地址和端口号 //addr_len是一个传入-传出参数，传入的是调用者提供的缓冲区的clientAddr的长度，以避免缓冲区溢出。 //传出的是客户端地址结构体的实际长度。 //出错返回-1client = accept(serverSocket, (struct sockaddr*)&clientAddr, (socklen_t*)&addr_len);if(client < 0){perror("accept");conTInue;}printf(" recv client data...n"); //inet_ntoa ip地址转换函数，将网络字节序IP转换为点分十进制IP //表达式：char *inet_ntoa (struct in_addr);printf("IP is %s ", inet_ntoa(clientAddr.sin_addr));printf("Port is %d ", htons(clientAddr.sin_port));while(1){iDataNum = recv(client, buffer, 1024, 0);if(iDataNum <= 0){ Ec++; if(Ec>5) break;conTInue;}buffer[iDataNum] = '';if(strcmp(buffer, CLOSE_MSG) == 0){break;} if(strcmp(buffer, LED_ON) == 0){ LEDflag=setLEDon(); sprintf(rtmsg,"cmd=%s&LEDflag=%d",buffer,LEDflag); } if(strcmp(buffer, LED_OFF) == 0){ LEDflag=setLEDoff(); sprintf(rtmsg,"cmd=%s&LEDflag=%d",buffer,LEDflag); } if(strcmp(buffer, KEY_GET) == 0){ KEYflag=getKEY(); sprintf(rtmsg,"cmd=%s&KEYflag=%d",buffer,KEYflag); }printf("server %drecv data is %s ", iDataNum, buffer);send(client, rtmsg,strlen(rtmsg), 0);}}return 0;}

用gcc -Wall -o rootServer server.c -lwiringPi 编译得到rootSever可执行文件，并用root权限运行即打开了相应本地tcp服务。

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2. express中路由及模块实现（基本express环境搭建类似http://www.ickey.cc/community/thread-100941-1-1.html），只是具体的路由和模块不同了，主要有3个路由，分别是 "/ledon","/ledoff","/keyget",分别对应于点亮LED，熄灭LED和获取开关值，其具体的模块实现于rpi-express-demo/expressServer/routes/ 下的ledon.js, ledoff.js 和 keyget.js。其中路由的注册是在rpi-express-demo/expressServer/app.js 文件中。下面具体谈谈ledon.js，其他两个路由模块其实差不多，只是改变了发送的指令而已。

ledon.js 具体内容如下：

var express = require('express');var router = express.Router();var net = require('net');var PORT = 5555; // 这里要同本地tcp服务预设一致才能连接上。router.get('/', funcTIon(req, res, next) { // 实现逻辑 var revData=''; var client = net.connect({port:PORT},funcTIon(){ console.log('连接到服务器'); }); client.on('data',function(data){ revData=data.toString(); console.log(data.toString()); res.send(revData); client.end(); }); client.on('end',function(){ console.log('断开与服务器的连接'); }); client.write("on"); // 具体发送指令，其他两个模块其实就是这里变化了下，分别是'off'和'get'而已。 // client.write("quit"); //res.send('respond with a resource');});module.exports = router;

在expressServer/ 目录下执行

npm install

以安装相应依赖后即可用npm start来运行express服务了（普通权限即可），应用在3000端口进行监听，用浏览器分别打开

http://<树莓派ip>:3000/ledon  （点亮灯）， http://<树莓派ip>:3000/ledoff （熄灭灯）,  http://<树莓派ip>:3000/keyget （根据线接到3.3v或者GND 获得不同的返回）。

即可感受远程监控的魅力了。